Inmarsat卫星移动通信解析.ppt
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1、5.7.2 静止轨道卫星移动通信系统静止轨道卫星移动通信系统 在静止轨道卫星移动通信系统中,能够提供全球覆在静止轨道卫星移动通信系统中,能够提供全球覆盖的有国际海事卫星盖的有国际海事卫星(Inmarsat)(Inmarsat)系统,提供区域覆盖系统,提供区域覆盖的有瑟拉亚卫星的有瑟拉亚卫星(Thuraya)(Thuraya)系统,亚洲蜂窝卫星系统,亚洲蜂窝卫星(ACeS)(ACeS)系统,北美移动卫星系统,北美移动卫星(MSAT)(MSAT)系统,提供国内覆盖的有系统,提供国内覆盖的有澳大利亚的澳大利亚的MobileSatMobileSat系统和日本卫星系统和日本卫星N-STARN-STAR等
2、。等。 INMARSAT INMARSAT第一代于第一代于19821982年投入使用,共租用年投入使用,共租用9 9颗卫星,颗卫星,寿命至寿命至19951995年。年。 第二代于第二代于19901990年投入使用,共年投入使用,共4 4颗卫星,寿命到颗卫星,寿命到20022002年。年。 第三代卫星第三代卫星INMARSAT-3INMARSAT-3于于19961996年开始陆续发射使用,年开始陆续发射使用,共有共有9 9颗卫星在轨运行,寿命至颗卫星在轨运行,寿命至20132013年。年。 20052005年年INMARSATINMARSAT开始发射第四代卫星,它用开始发射第四代卫星,它用3 3
3、颗大功颗大功率同步卫星覆盖全球。率同步卫星覆盖全球。 发展过程发展过程 从从19911991年起,我国先后在北京建成各类海事地面站年起,我国先后在北京建成各类海事地面站1010座,直接覆盖印度洋和太平洋地区,并通过虚拟站间座,直接覆盖印度洋和太平洋地区,并通过虚拟站间接覆盖大西洋东西区,构成全球覆盖。接覆盖大西洋东西区,构成全球覆盖。 现在国内使用遍布国内各行各业,主要使用第三代,现在国内使用遍布国内各行各业,主要使用第三代,已有已有60006000多个用户,但第四代用户目前还很少。多个用户,但第四代用户目前还很少。发展过程发展过程系统的组成系统的组成 INMARSATINMARSAT系统由系
4、统由船站、岸站、网络协调站和船站、岸站、网络协调站和卫星卫星等部分组成。下面简要介绍各部分的工作特点:等部分组成。下面简要介绍各部分的工作特点: 系统的组成系统的组成 卫星卫星: INMARSAT: INMARSAT通信系统的空间段由四颗工作卫星通信系统的空间段由四颗工作卫星和在轨道上等待随时启用的五颗备用卫星组成。这些和在轨道上等待随时启用的五颗备用卫星组成。这些卫星位于距离地球赤道上空约卫星位于距离地球赤道上空约35700km35700km的同步轨道上,的同步轨道上,轨道上卫星的运动与地球自转同步,即与地球表面保轨道上卫星的运动与地球自转同步,即与地球表面保持相对固定位置。所有持相对固定位
5、置。所有INMARSATINMARSAT卫星受位于英国伦敦卫星受位于英国伦敦INMARSATINMARSAT总部的卫星控制中心(总部的卫星控制中心(NCCNCC)控制,以保证每)控制,以保证每颗卫星的正常运行。颗卫星的正常运行。 系统的组成系统的组成 每颗卫星可覆盖地球表面约每颗卫星可覆盖地球表面约1/31/3面积,覆盖区内地面积,覆盖区内地球上的卫星终端的天线与所覆盖的卫星处于视距范围内。球上的卫星终端的天线与所覆盖的卫星处于视距范围内。四个卫星覆盖区分别是大西洋东区、大西洋西区、太平四个卫星覆盖区分别是大西洋东区、大西洋西区、太平洋区和印度洋区。目前使用的是洋区和印度洋区。目前使用的是IN
6、MARSATINMARSAT第三代卫星,第三代卫星,它们拥有它们拥有48dBW48dBW的全向辐射功率,比第二代卫星高出的全向辐射功率,比第二代卫星高出8 8倍,同时第三代卫星有一个全球波束转发器和五个点波倍,同时第三代卫星有一个全球波束转发器和五个点波束转发器。束转发器。系统的组成系统的组成 由于点波束和双极化技术的引入,使得在第三代卫由于点波束和双极化技术的引入,使得在第三代卫星上可以动态地进行功率和频带分配,从而大大提高了星上可以动态地进行功率和频带分配,从而大大提高了卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射电平,卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射电平, INMARSAT
7、-3INMARSAT -3系统通过卫星的点波束系统进行通信。除系统通过卫星的点波束系统进行通信。除南北纬南北纬7575度以上的极地区域以外,四个卫星几乎可以覆度以上的极地区域以外,四个卫星几乎可以覆盖全球所有的陆地区域。盖全球所有的陆地区域。 Inmarsat Inmarsat 静止卫星的位置静止卫星的位置Inmarsat Inmarsat 静止卫星的位置静止卫星的位置系统的组成系统的组成岸站(岸站(CESCES) :CESCES是指设在海岸附近的地球站,归是指设在海岸附近的地球站,归各国主管部门所有,并归它们经营。它既是卫星系统与各国主管部门所有,并归它们经营。它既是卫星系统与地面系统的接口
8、,又是一个控制和接续中心。其主要功地面系统的接口,又是一个控制和接续中心。其主要功能为:能为:(1)(1)对从船舶或陆上来的呼叫进行分配并建立信道对从船舶或陆上来的呼叫进行分配并建立信道 (2)(2)信道状态(空闲、正在受理申请、占线等)的监视和排信道状态(空闲、正在受理申请、占线等)的监视和排队的管理队的管理 (3)(3)船舶识别码的编排和核对船舶识别码的编排和核对 (4)(4)登记呼叫,产生计费信息登记呼叫,产生计费信息 系统的组成系统的组成(5)(5)遇难信息监收遇难信息监收 (6)(6)卫星转发器频率偏差的补偿卫星转发器频率偏差的补偿 (7)(7)通过卫星的自环测试通过卫星的自环测试
9、(8)(8)在多岸站运行时的网络控制功能在多岸站运行时的网络控制功能 (9)(9)对船舶终端进行基本测试。对船舶终端进行基本测试。 每一海域至少有一个岸站具备上述功能。典型的每一海域至少有一个岸站具备上述功能。典型的CESCES抛物面抛物面天线直径为天线直径为11111414米,收发机采用双频段工作方式,米,收发机采用双频段工作方式,C C频段用于语音,频段用于语音,L L频段用于用户电报、数据和分配信道。频段用于用户电报、数据和分配信道。系统的组成系统的组成 网路协调站(网路协调站(NCSNCS): :网路协调站(网路协调站(NCSNCS)是整)是整个系统的一个重要组成部分。在每个洋区至少有
10、一个地个系统的一个重要组成部分。在每个洋区至少有一个地球站兼作网络协调站,并由它来完成该洋区内卫星通信球站兼作网络协调站,并由它来完成该洋区内卫星通信网络必要的信道控制和分配工作。大西洋区的网络必要的信道控制和分配工作。大西洋区的NCSNCS设在设在美国的美国的SouthburySouthbury,太平洋区的,太平洋区的NCSNCS设在日本的设在日本的IbarakiIbaraki,印度洋区的印度洋区的NCSNCS设在日本的设在日本的NamaguchiNamaguchi。 系统的组成系统的组成 船站(船站(SESSES) :SESSES是设在船上的地球站。因此,是设在船上的地球站。因此,SESS
11、ES的天线在跟踪卫星时,必须能够排除船身移位以及的天线在跟踪卫星时,必须能够排除船身移位以及船身的侧滚、纵滚、偏航所产生的影响;同时在体积上船身的侧滚、纵滚、偏航所产生的影响;同时在体积上SESSES必须设计得小而轻,使其不致影响船的稳定性,在必须设计得小而轻,使其不致影响船的稳定性,在收发机带宽方面又要设计得有足够带宽,能提供各种通收发机带宽方面又要设计得有足够带宽,能提供各种通信业务。为此,对信业务。为此,对SESSES采取了以下技术措施:采取了以下技术措施:系统的组成系统的组成o (1)(1)选用选用L L频段频段 o (2)(2)采用采用SCPC/FDMASCPC/FDMA制式以及话路
12、激活技术,以充分利制式以及话路激活技术,以充分利用转发器带宽用转发器带宽 o (3)(3)卫星采用极子碗状阵列式天线,使全球波束的边缘卫星采用极子碗状阵列式天线,使全球波束的边缘地区亦有较强的场强地区亦有较强的场强 o (4)(4)采用改善采用改善HPAHPA(发送部分的高功放),来弥补因天(发送部分的高功放),来弥补因天线尺寸较小所造成天线增益不高的情况线尺寸较小所造成天线增益不高的情况 o (5)L(5)L频段的各种波导分路和滤波设备,广泛采用表面声频段的各种波导分路和滤波设备,广泛采用表面声波器件(波器件(SAWSAW) o (6)(6)采用四轴陀螺稳定系统来确保天线跟踪卫星。采用四轴陀
13、螺稳定系统来确保天线跟踪卫星。 INMARSATFAX/TELDATA SESCES卫星船站的通信卫星船站的通信系统的组成系统的组成 SES SES根据根据InmarsatInmarsat业务的发展被分为业务的发展被分为A A型站、型站、B B型站、型站、M M型站和型站和C C型站标准,型站标准,19921992l993l993年投入应用的年投入应用的B B、M M型型站,采用了数字技术,它们最终将取代站,采用了数字技术,它们最终将取代A A型站和型站和C C型站。型站。 每个每个SESSES都有自己专用的号码,通常都有自己专用的号码,通常SESSES由甲板上设由甲板上设备(备(ADEADE
14、)和甲板下设备()和甲板下设备(BDEBDE)两大部分组成。)两大部分组成。ADEADE包包含天线、双工器和天线罩;含天线、双工器和天线罩;BDEBDE包含低噪声放大器、固包含低噪声放大器、固体高功放等射频设备,以及天线控制设备和其它电子设体高功放等射频设备,以及天线控制设备和其它电子设备。射频部分也可装在备。射频部分也可装在ADEADE天线罩内。天线罩内。总部总部SCCNCCSATTT&CNCSAOR.ENCSAOR.WNCSPORNCSIORCES CES CES CESSESSESSESOCC操作控制中心操作控制中心公共公共TDM每个洋区内每个洋区内,最多设最多设15个个CESINMAR
15、SATINMARSAT系统组成结构图系统组成结构图卫星船站的通话特点卫星船站的通话特点o 卫星通信的优点:卫星通信的优点:1 1)覆盖面大,通信距离远。)覆盖面大,通信距离远。2)2)便于便于多址连接。多址连接。3 3)机动灵活。)机动灵活。4 4)频带宽,容量大。)频带宽,容量大。5 5)通)通信质量好,可靠性高。信质量好,可靠性高。6 6)通信成本与距离无关。)通信成本与距离无关。o 卫星通信的缺点:卫星通信的缺点:1 1)有较大的信号延迟。)有较大的信号延迟。2 2)需要先进)需要先进的空间技术。的空间技术。3 3)卫星寿命短()卫星寿命短(3-103-10年)一般年)一般3-53-5年
16、就年就需要发射新一代卫星。需要发射新一代卫星。o 影响卫星通讯的质量主要原因有:大气噪声,太阳的黑影响卫星通讯的质量主要原因有:大气噪声,太阳的黑子活动与电离层闪烁。子活动与电离层闪烁。使用频率使用频率 INMARSAT INMARSAT采用采用L L波段和波段和C C波段,波段,INMARSATINMARSAT二代使用的频二代使用的频带是:带是: L L波段:下行波段:下行153015301548MHz1548MHz,上行,上行1626.51626.51649.5 1649.5 MHzMHz。 C C波段:下行波段:下行360036003623MHz3623MHz,上行,上行64256425
17、6443 MHz6443 MHz。 INMARSATINMARSAT三代使用的频带是:三代使用的频带是: L L波段:下行波段:下行153515351542MHz1542MHz,上行,上行163616361643 MHz1643 MHz。 C C波段:下行波段:下行419241924200MHz4200MHz,上行,上行641764176442.5 6442.5 MHzMHz。 INMARSATINMARSAT通信业务通信业务卫星船站的通话特点卫星船站的通话特点o 卫星船站卫星船站内部不匹配,调谐不好。会出现通话干扰,通内部不匹配,调谐不好。会出现通话干扰,通话噪音。话噪音。o 卫星通话会出现
18、卫星通话会出现延迟现象延迟现象,主要原因是,主要原因是通信距离太远。通信距离太远。单程单程0.270.27秒(秒(MES-MES-卫星卫星- -地面站)。地面站)。o 卫星信号差,直接影响通话质量卫星信号差,直接影响通话质量。o 在在INMARSATINMARSAT系统中,遇险通信时选择岸站转接到系统中,遇险通信时选择岸站转接到RCCRCC的的原则是:离呼叫船最近的岸站。日常通信的原则是:离原则是:离呼叫船最近的岸站。日常通信的原则是:离用户最近的岸站。用户最近的岸站。各类各类INMARSATINMARSAT终端简介终端简介BB系统系统o B B系统作为系统作为A A系统下一代发展的通信系统系
19、统下一代发展的通信系统, ,于于19941994年投入年投入使用。使用。o 该系统与该系统与A A系统经过一段时间的兼容工作后系统经过一段时间的兼容工作后, ,最终将在最终将在20052005年以后年以后, ,取代取代A A系统独立运行。系统独立运行。o B B系统完全采用数字技术系统完全采用数字技术, ,可以提供高质量的电话、电传、可以提供高质量的电话、电传、传真和数据通信。在技术上传真和数据通信。在技术上,B,B系统与系统与A A系统是互不兼容系统是互不兼容的。的。o B B系统所使用的卫星、系统功能、适用范围及船站的环系统所使用的卫星、系统功能、适用范围及船站的环境条件境条件, ,与与A
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